На 11 февраля 2016 г. , ученые из Лазерный интерферометр Гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) объявила о первом обнаружении гравитационных волн. Это развитие, которое подтвердило предсказание, сделанное Общая теория относительности Эйнштейна столетие назад открыло новые возможности для исследований космологов и астрофизиков. Это также стало переломным моментом для исследователей из Университета Монаша, сыгравших важную роль в открытии.
И вот, чуть больше года спустя, команда исследователей из Центр астрофизики Монаша объявила об очередном потенциальном разоблачении. Основываясь на текущих исследованиях гравитационных волн, команда недавно предложила теоретическую концепцию, известную как «сиротская память». Если это правда, эта концепция может революционизировать наши представления о гравитационных волнах и пространстве-времени.
Исследователи из Центра астрофизики Монаша являются частью так называемого LIGO Научное сотрудничество (LSC) - группа ученых, занимающаяся разработкой аппаратного и программного обеспечения, необходимого для изучения гравитационных волн. Помимо создания системы проверки обнаружений, команда сыграла ключевую роль в анализе данных - наблюдении и интерпретации собранных данных - а также сыграла важную роль в разработке зеркал LIGO.
Помимо того, что LIGO и другие эксперименты (например, Интерферометр Девы ), исследовательская группа стремилась выяснить, как можно было бы расширить возможности этих детекторов, обнаружив «память» о гравитационных волнах. Исследование, описывающее эту теорию, было недавно опубликовано вПисьма с физическими проверкамипод заголовком « Обнаружение гравитационно-волновой памяти без родительских сигналов '.
Согласно их новой теории, пространство-время не возвращается в свое нормальное состояние после того, как катастрофическое событие генерирует гравитационные волны, которые заставляют его растягиваться. Вместо этого она остается растянутой, которую они называют «сиротской памятью» - слово «сирота» намекает на тот факт, что «родительская волна» не обнаруживается напрямую. Хотя этот эффект еще предстоит наблюдать, он может открыть некоторые очень интересные возможности для исследования гравитационных волн.
В настоящее время такие детекторы, как LIGO и Virgo, способны распознавать гравитационные волны только на определенных частотах. Таким образом, исследователи могут изучать только волны, генерируемые определенными типами событий, и прослеживать их до их источника. Как сказала Люси Макнил, исследователи из Центра астрофизики Монаша и ведущий автор статьи, в недавнем университете заявление для прессы :
«Если существуют экзотические источники гравитационных волн, например, от микрочерных дыр, LIGO не услышит их, потому что они слишком высокочастотные. Но это исследование показывает, что LIGO можно использовать для исследования Вселенной на предмет гравитационных волн, которые когда-то считались невидимыми для нее ».
Два предприятия LIGO расположены в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон. Кредит: ligo.caltech.edu
Как они указывают в своем исследовании, высокочастотные гравитационно-волновые всплески (то есть те, которые находятся в диапазоне килогерц или ниже) будут производить бесхозную память, которую детекторы LIGO и Virgo смогут уловить. Это не только увеличило бы полосу пропускания этих детекторов в геометрической прогрессии, но и открыло бы возможность найти свидетельства всплесков гравитационных волн в ходе предыдущих поисков, которые остались незамеченными.
Доктор Эрик Трейн, преподаватель Школы физики и астрономии Монаша и еще один член команды LSC, также был одним из соавторов нового исследования. Как он заявил , «Эти волны могут открыть путь к изучению физики, в настоящее время недоступной для наших технологий».
Но, как они признают в своем исследовании, таких источников может даже не существовать, и необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить, что «сиротская память» на самом деле реальна. Тем не менее они утверждают, что поиск высокочастотных источников - это полезный способ исследовать новую физику, и он просто может выявить то, чего мы не ожидали найти.
«Желателен специальный поиск в гравитационно-волновой памяти. У него будет повышенная чувствительность по сравнению с текущими пакетными поисками », - заявляют они. «Кроме того, можно использовать специальный поиск, чтобы определить, соответствует ли кандидат на обнаружение пакету памяти, проверяя, согласуются ли остатки (после вычитания сигнала) с гауссовским шумом».
Увы, такие поиски, возможно, придется отложить до предложенных преемников эксперимента Advanced LIGO. К ним относятся Телескоп Эйнштейна и Cosmic Explorer, два предложенных детектора гравитационных волн третьего поколения. В зависимости от того, что обнаружат будущие исследования, мы можем обнаружить, что пространство-время не только простирается от создания гравитационных волн, но и несет в себе «растяжки», подтверждающие это!
Дальнейшее чтение: Письма с физическими проверками
